專利名稱：泡制產(chǎn)品的定量給料及袋成型裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種泡制產(chǎn)品的定量給料及袋(pod)成型裝置。
背景技術：
在諸如咖啡、大麥咖啡、茶和甘菊的泡制產(chǎn)品的當前市場中，單次用量“袋”的應用已經(jīng)顯著增加并且現(xiàn)在極受歡迎的美式咖啡的制作方法就是在特別設計的機器上使用這種袋，甚至在家庭或辦公室中使用(也就是說，用于小量到中等數(shù)量)。
本說明書不涉及通常用于制作美式咖啡和包括被設計成能被放入位于提供開水的機器頂部的漏斗形容器中地“大用量”袋的其它形式的過濾袋。熱水與咖啡濾袋相接觸以制成咖啡飲品，其只允許滴入位于下面的杯子中。
不同于這類溶液-其被廣泛使用并非常受歡迎-用于沖制單次用量飲品的袋通常包括彼此疊置并且被密封以封裝圓形的單次產(chǎn)品用量的兩部分濾紙。
在美式咖啡袋的特殊情況下，產(chǎn)品不(并且決不能)被過分壓縮，其意味著產(chǎn)品在袋內(nèi)部保持相對松散。
出于與用來制作它們的機器類型相關的技術原因，袋具有不對稱的外形，即一個平面(由濾紙的一部分限定)和容納泡制產(chǎn)品用量的一個凹陷表面(由濾紙的另一部分限定)。
用于制造此類袋的現(xiàn)有方法和相關的裝置被專利文獻EP-432.126所公開。其中所公開的方法包括下列步驟
-將第一濾紙網(wǎng)供應給將濾紙折疊或卷曲的適當裝置的站；
-沿具有圓形孔和抽吸裝置的成型鼓的表面移動濾紙網(wǎng)，并同時拖動與濾紙相接觸的皮帶，濾紙位于皮帶和成型鼓表面之間，使得皮帶的間隔區(qū)域被抽吸力拉到位于成型鼓中的孔內(nèi)，同時抽取濾紙以這種方式沿孔在濾紙中形成連續(xù)的小袋；
-通過位于小袋成型鼓的旋轉方向上的抽吸牽引皮帶的下游的定量給料站將單次用量的產(chǎn)品裝入到每個小袋中并且包括與小袋成型鼓同步的第二轉動鼓；
-在位于填充站下游的各自的密封站處將具有裝滿產(chǎn)品的小袋的第一濾紙網(wǎng)連接到第二供給網(wǎng)上，填充站仍然在成型鼓的旋轉方向上；
-將如此制成的袋切斷并且將它們朝另外的包裝裝置送出。
由于下列方面使該裝置的定量給料和成型單元的結構具有一些缺點
-需要對濾紙網(wǎng)進行預處理以使其適合于形成小袋，這意味著該裝置需要額外的站；特別是當平行的兩排或更多排的小袋形成在濾紙網(wǎng)上時，該操作是必需的；和
-由于轉筒(定量給料和成型)的兩個旋轉圓柱形表面，使精確控制裝入每個小袋中的產(chǎn)品量很困難；這使得當產(chǎn)品靠重力被注入小袋中時，造成一定量產(chǎn)品的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提供一種具有簡單結構的容納泡制產(chǎn)品的用于袋的定量給料及盤狀物成型裝置克服上述缺點，并且該裝置允許泡制產(chǎn)品的盤狀物以現(xiàn)有的方式被制成，產(chǎn)品的配料迅速可靠，并且使產(chǎn)品盤狀物以高工作速度布置在濾紙網(wǎng)上。
根據(jù)該發(fā)明，這些目標通過一種定量給料及袋成型裝置來實現(xiàn)，袋容納泡制產(chǎn)品并且包括一片容納單次用量的泡制產(chǎn)品的過濾材料。該裝置包括將產(chǎn)品供給到至少一個限定了單次用量產(chǎn)品的成型腔并且在裝置中制作以形成各自的泡制產(chǎn)品壓縮盤狀物并且將壓縮盤狀物從型腔釋放到過濾材料中以制成袋。


關于上述目標的本發(fā)明的技術特征將在下面的權利要求中被清楚地描述，并且其優(yōu)點將參考附圖在隨后的詳細說明中變得明顯，舉例說明了本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖只是以舉例的方式被提供而不用于限制本發(fā)明構思的范圍，并且其中
-圖1為容納泡制產(chǎn)品的袋的盤狀物的成型及定量配料裝置的側視圖，為了更好地圖示出某些細節(jié)而將一些部分切掉而使其它部分呈橫截面形式；
-圖2為沿圖1的II-II線的橫截面視-圖3為圖示出圖1的成型裝置的運動的側視-圖4為使用上列附圖中所顯示裝置制作的泡制產(chǎn)品的袋的示意性側視圖。
具體實施例方式
參考附圖，特別是圖1和4，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以用來制造容納泡制產(chǎn)品的過濾材料制成的袋1，通常為單次用量的袋，泡制產(chǎn)品例如但不限于美洲磨碎咖啡混合物、大麥咖啡等。
本說明書只描述用于供給泡制產(chǎn)品和形成產(chǎn)品盤狀物5的站，而不考慮在整體上制作袋的一般裝置中位于根據(jù)本發(fā)明的裝置上游或下游的其他站。
在圖4中圖示的袋1只是所涉及袋類型的一個實例，而不對本發(fā)明的范圍進行限制袋1包括被裝入到相互疊置的過濾材料的兩部分1a和1b之間的單次用量的產(chǎn)品并且過濾材料沿邊緣被密封。
根據(jù)本發(fā)明的裝置(參見圖1至3)基本包括站2，其將產(chǎn)品供給到至少一個限定了單次用量的產(chǎn)品的成型腔3，并且在裝置4中制作以形成各自的泡制產(chǎn)品的壓縮盤狀物5，并且將壓縮盤狀物5從型腔3釋放到過濾材料上以制成袋1。
型腔3隨著其圍繞圓形路徑P而執(zhí)行這些操作，裝置4圍繞圓形路徑P運動。
定量給料站2包括固定式漏斗7，其被安裝成面向形成成型裝置4的一部分的轉動鼓8(參見箭頭F8)。
漏斗7具有弧形排放部分以周向地沿著轉動鼓8的經(jīng)過表面(passing surface)，產(chǎn)品以這種方式在預定區(qū)域內(nèi)給料。
圖1和2顯示了轉動鼓8具有在轉動鼓8的表面上沿徑向排列的多個柱塞9，每個柱塞9都具有限定了型腔3的空心頭部10，型腔3用于容納由漏斗7供應的單次用量的產(chǎn)品。
正如下面更詳細描述的，每個柱塞9可以沿徑向執(zhí)行一系列的同步移動，由于驅(qū)動裝置11，柱塞9還同時圍繞其軸按照這樣的方式連續(xù)轉動以使盤狀物5如上所述那樣被形成并且同時使盤狀物保持壓縮并且將其從限定了型腔3的空心頭部10的壁處分開。
為了完成該操作，上述的徑向驅(qū)動裝置11被安裝在每個柱塞9與轉動鼓8之間以作用于柱塞9，以這種方式根據(jù)以P表示的圓形路徑上的角位置將多個同步移動傳給柱塞9，以便
-容納產(chǎn)品；
-壓縮產(chǎn)品以形成盤狀物5；和
-將盤狀物5分離并放置到過濾材料上。
更詳細地觀察，沿徑向的驅(qū)動裝置包括凸輪裝置11，其包括至少一個與轉動鼓8的內(nèi)部穩(wěn)定相連并且與各柱塞9的凸輪推桿滾柱13相配合的導向凸輪輪廓12。
各凸輪推桿滾柱13被剛性連接到各自連桿14的末端，連桿14的另一端與可轉動連接到柱塞9的圓筒16內(nèi)側端部的控制銷15相連，以便根據(jù)柱塞9在圓形路徑P上的角位置在兩個方向上徑向驅(qū)動柱塞9。
換句話說，控制銷15通過軸承16c與圓筒16的底部可轉動地接觸，以便根據(jù)凸輪推桿滾柱13的移動來回驅(qū)動柱塞9(看箭頭F9)。
在圖3的簡圖中指示出了柱塞9的移動。如所顯示的，每個柱塞9在假想的零點P0開始運動并且沿圓弧形執(zhí)行下列移動
-在第一段P4中，柱塞9朝轉動鼓8的內(nèi)部沿徑向移動以到達產(chǎn)品配料位置，即以這樣一種方式使得頭部10從漏斗7的弧形部分離開并且柱塞9到達與其下止動中心相應的點P4A；
-在以P1表示的配料路徑上(經(jīng)過角度α)，柱塞9開始離開漏斗7的弧形部分，從而在頭部10中收集盡可能多的產(chǎn)品，并隨后朝轉動鼓8的外部沿徑向開始稍稍移動一點直到其到達漏斗7的末端P3，在末端P3處具有用于平整容納在型腔3內(nèi)的產(chǎn)品的壁7a；
-在沿著P2表示的路徑搗實(tamp)盤狀物5的進料期間(經(jīng)過角度β)，柱塞9朝轉動鼓8的外部連續(xù)徑向移動并且抵靠止動壁20直到其到達與點P2M相應的上止動中心，在上止動中心處柱塞9保持不動直到在路徑段P5上開始運動；
-這樣，在回到盤狀物5被釋放的零點P0之前，柱塞9開始沿弧形路徑P5向后移動以便促使盤狀物5從型腔3中分離。
為了使這些移動被精確地執(zhí)行，凸輪輪廓12被分成兩個弧形部分12a，12b，固定的下部12a和可調(diào)整的上部12b，對應于柱塞9的路徑P的一部分的上部12b至少包括配料路徑P1這使得精確測量型腔3和漏斗7之間的位置成為可能以便控制進入型腔3中的產(chǎn)品量。
更準確地說，限定區(qū)域12b的半弧可以如箭頭F12b所指示的在兩個方向上被調(diào)整，以便在不改變半弧12b的末端的情況下增減柱塞9的頭部10和平整點P3之間的距離，其與頭部10內(nèi)部的產(chǎn)品量相對應。
如上所述，由于位于轉動鼓8上并作用于各柱塞9上的旋轉驅(qū)動裝置17，使柱塞9可以圍繞它們的軸線連續(xù)轉動(看圖2中的箭頭F32)。
旋轉驅(qū)動裝置17可以包括固定齒圈18，其安裝在轉動鼓8內(nèi)部，并與鍵連接到各柱塞9的各自圓筒16上的相應齒輪19相嚙合，以便當柱塞9圍繞圓形路徑P移動時能夠使柱塞9連續(xù)旋轉。
該轉動具有搗實盤狀體5的作用但是不使產(chǎn)品表面粘在位于型腔3內(nèi)部的柱塞25的頭部10的表面上。這意味著當盤狀物5隨后被釋放在過濾材料上時，盤狀物5被完全并干凈地分離。
如上所述，圍繞轉動鼓8的外表面的弧形壁20和21被設計成允許柱塞25在圓形路徑P的一部分上被壓靠在柱塞9的型腔3中并且至少在形成和壓縮盤狀物5時按照這種方式與柱塞9相配合。
如圖1中舉例說明的，在轉動鼓8的下面可以具有供給容納來自轉動鼓8的盤狀物5的過濾材料1a的站6。
進料站6可以包括環(huán)形帶22，其圍繞一對動力驅(qū)動的皮帶輪23和24被拖動。
皮帶22的表面優(yōu)選為穿孔或多孔的，以便使形成真空的裝置25對皮帶22的工作部分起作用皮帶的工作部分是供給過濾材料網(wǎng)1a的部分，并且在該處，產(chǎn)品盤狀物5被沉淀在過濾材料網(wǎng)1a上并被抽吸力正確保持在適當?shù)奈恢蒙?由于裝置25為已知類型，因此它們被示意性地圖示出來)。
本說明書純粹通過非限制的實例涉及盤狀物5在過濾材料網(wǎng)1a上的定位，假定根據(jù)本發(fā)明的裝置的下游中還具有如圖4中所示的將袋1制成最后形狀的站即，包括封裝盤狀物5并被彼此密封的兩片過濾材料1a和1b。
如上所述，該裝置允許容納泡制產(chǎn)品的袋的單次用量的盤狀物5以精確測量的產(chǎn)品用量被清潔及極為迅速地制成。
該定量配料及成型單元的特殊結構使即使使用單排過濾材料也實現(xiàn)高生產(chǎn)速度成為可能，從而使其余裝置的設計更為簡單和靈活。
由于成型柱塞的同時的直線和旋轉位移，使得該裝置生產(chǎn)出極為緊湊和干凈的精確用量的盤狀物直線運動控制配料、成型及釋放產(chǎn)品盤狀物的步驟，而旋轉位移使盤狀物在短路徑長度上被迅速地搗實并且不允許其粘在型腔的表面上。
所描述的本發(fā)明具有明顯的工業(yè)應用并且可以在不背離本發(fā)明構思的范圍的情況下進行變形和變化。此外，本發(fā)明的所有零件可以被技術上等同的元件所代替。
權利要求
1.一種容納泡制產(chǎn)品的袋(1)的成型和定量給料裝置；該袋(1)為包括一片容納單次用量的該泡制產(chǎn)品的過濾材料的類型，該裝置的特征在于它至少包括下列部分
-站(2)，用于將產(chǎn)品供給到至少一個限定了單次用量的該產(chǎn)品的成型腔(3)并且在裝置(4)中制作以形成各自的泡制產(chǎn)品的被壓縮的盤狀物(5)并且將被壓縮的盤狀物(5)從該型腔(3)釋放到該過濾材料中以制成該袋(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置(4)沿圓形路徑(P)移動型腔(3)。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，在形成盤狀物(5)的裝置(4)下方具有用于支撐并供給該過濾材料的站(6)。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，該產(chǎn)品進料站(2)包括固定式漏斗(7)，其被安裝成面向形成該成型裝置(4)的一部分的第一轉動鼓(8)；該漏斗(7)具有弧形排放部分以周向地沿著該第一轉動鼓(8)的經(jīng)過表面，以這種方式允許該產(chǎn)品在預定區(qū)域內(nèi)的供給。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，形成該盤狀物(5)的該裝置(4)包括具有多個柱塞(9)的轉動鼓(8)，該柱塞(9)在該轉動鼓(8)的表面上沿徑向排列并且具有空心頭部(10)，該空心頭部(10)形成被設計成容納由該進料站(2)供給的單次用量產(chǎn)品的型腔(3)；徑向驅(qū)動裝置(11)被設置在各柱塞(9)與該轉動鼓(8)之間以作用于該柱塞(9)，按照這樣的方式根據(jù)柱塞(9)在圓形路徑(P)上的角位置將多個同步移動傳給該柱塞(9)，以便容納該產(chǎn)品，將該產(chǎn)品壓縮以形成該盤狀物(5)，將該盤狀物(5)分離并沉淀到該過濾材料上。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，該徑向驅(qū)動裝置包括凸輪裝置(11)，其包括與該轉動鼓(8)的內(nèi)部穩(wěn)定相連并且與各柱塞(9)的凸輪推桿滾柱(13)相接合的至少一個導向凸輪輪廓(12)；各凸輪推桿滾柱(13)連接到各自連桿(14)的末端，該連桿(14)的另一端與可轉動地連接到該柱塞(9)的該圓筒(16)內(nèi)側端部的控制銷(15)相連，以便根據(jù)該柱塞(9)在圓形路徑(P)上的角位置在兩個方向上沿徑向驅(qū)動柱塞(9)。
7.根據(jù)權利要求5和6所述的裝置，其特征在于，該凸輪裝置(11)根據(jù)參考圓形路徑(P)的相對位置或角位置的運動使每個單獨的柱塞(9)被定位并且相應地
-第一弧形路徑段(P4)，柱塞(9)以這樣一種方式在該路徑段朝轉動鼓(8)沿徑向縮回，即當其到達與其下止動中心相應的點(P4A)時，柱塞(9)移動到產(chǎn)品定量給料結構中；
-用于定量給料的第二弧形路徑段(P1)，在該路徑段中柱塞(9)最初位于下止動中心(P4A)，按照這樣的方式在頭部(10)中收集盡可能多的產(chǎn)品，并朝轉動鼓(8)的外部沿徑向移動，直到其到達進料站(2)的末端(P3)，在末端(P3)處具有用于平整容納在型腔(3)內(nèi)產(chǎn)品的壁(7a)；
-用于搗實盤狀物(5)的第三弧形路徑段(P2)，在該路徑段中柱塞(9)朝轉動鼓(8)的外部徑向移動，并且抵靠在對應于其上止動中心(P2M)的止動壁(20)上，在該處柱塞(9)保持不動直到其開始運動；
-第四弧形路徑段(P5)，在該路徑段中柱塞(9)向后移動以便在剛好到達盤狀物(5)被釋放的點(P0)處之前將盤狀物(5)從型腔(3)中分離。
8.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，該凸輪輪廓(12)被分成兩個弧形部分(12a，12b)，固定的下部(12a)和可調(diào)整的上部(12b)，對應于柱塞(9)的路徑(P)的一部分的可調(diào)整的上部(12b)至少包括將產(chǎn)品添加到柱塞(9)中的一個區(qū)域。
9.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，該轉動鼓(8)具有作用于各柱塞(9)上并且被設計成圍繞其軸使各柱塞(9)連續(xù)轉動的旋轉驅(qū)動裝置(17)；該旋轉驅(qū)動裝置(17)包括固定齒圈(18)，其安裝在轉動鼓(8)內(nèi)部并與鍵連接到各柱塞(9)的各自的圓筒(16)上的相應齒輪(19)相嚙合，以便當柱塞(9)圍繞圓形路徑(P)移動時使柱塞(9)連續(xù)旋轉，從而搗實盤狀物(5)并且防止其粘在柱塞(9)的頭部(10)的內(nèi)部，同時當盤狀物(5)被沉淀到過濾材料上時，使盤狀物(5)被完全分離。
10.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，圍繞轉動鼓(4)的外表面的弧形壁(20，21)被設計成允許柱塞(9)在圓形路徑(P)的一部分中被壓靠在型腔(3)上，并且按照這種方式至少在形成和壓縮盤狀物(5)時與柱塞(9)協(xié)同操作。
11.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，進料裝置(6)包括第一皮帶(22)，其圍繞一對皮帶輪(23，24)被拖動并且具有穿孔或多孔表面；設置至少在第一皮帶(22)的工作段上形成真空的裝置(25)，該第一皮帶(22)供給過濾材料并且產(chǎn)品盤狀物(5)沉淀在該第一皮帶(22)上。
全文摘要
一種定量給料和袋(1)成型裝置，該袋(1)容納泡制產(chǎn)品并且包括一片容納單次用量的泡制產(chǎn)品的過濾材料。該裝置包括將產(chǎn)品供給到至少一個限定了單次用量的產(chǎn)品的成型腔(3)并且在裝置(4)中被制作以形成各自的泡制產(chǎn)品的壓縮盤狀物(5)并且將壓縮盤狀物(5)從型腔(3)釋放到過濾材料上以制成袋(1)。
文檔編號B65B1/38GK1829632SQ20048002195
公開日2006年9月6日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權日2003年8月1日
發(fā)明者R·孔蒂 申請人:I.M.A.工業(yè)機械自動裝置股份公司